齒輪的類型很多，用途各異，在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，齒輪的失效形式也是各種各樣的。

齒輪失效一般發(fā)生在齒面，很少發(fā)生在其他部位。按照齒輪在工作中發(fā)生故障的原因，可分析出齒輪常見失效形式有輪齒折斷、齒面膠合、齒面疲勞點蝕、齒面磨損、塑性變形等等。

1 輪齒折斷

輪齒折斷是危險性很大的一種最終失效形式，根據(jù)形成的不同原因可分為過載折斷、疲勞折斷和隨機折斷。

1.1 過載折斷

齒面受到過大沖擊載荷時，致使輪齒應(yīng)力超過其極限應(yīng)力，發(fā)生過載斷裂。一般為短期過載。輪齒發(fā)生過載折斷時，其斷面有呈放射狀或人字級花樣的放射區(qū)，放射方向與裂紋擴展方向大致平行，放射中心即為斷裂源，斷口現(xiàn)殼紋疲勞線。鑄鐵齒輪易發(fā)生過載斷裂。

1.2 疲勞斷裂

在循環(huán)載荷作用下，齒根處彎曲應(yīng)力且應(yīng)力集中，當(dāng)超過疲勞極限時，齒根圓角處易產(chǎn)生疲勞裂紋。隨著工作時間和循環(huán)次數(shù)的增加，多次重復(fù)作用，裂紋逐漸擴展加深，最終導(dǎo)致輪齒疲勞斷裂。導(dǎo)致輪齒發(fā)生疲勞折斷的因素很多，如：齒輪材料不當(dāng)、加工精度低、齒根過渡圓角小、設(shè)計時對實際載荷估計不足等等。

1.3 隨機折斷

當(dāng)齒輪材料缺陷、剝落在斷裂處形成過高的局部應(yīng)力集中時，會導(dǎo)致隨機折斷。其斷口形式與一般疲勞折斷相似。這種失效實際上是次生的失效。

2 齒面膠合

在高速重載傳動中，因嚙合區(qū)溫度升高而導(dǎo)致潤滑油膜被破壞，使兩齒面金屬直接接觸并相互粘接，隨著齒面的相對滑動，較軟的齒面金屬沿滑動方向被撕下而形成溝紋，這種現(xiàn)象就是膠合。根據(jù)各自不同的特征和原因，膠合具體又分為輕微膠合、中等膠合、破壞性膠合及局部膠合四種類型。齒面膠合會引起強烈的磨損和發(fā)熱、造成傳動不平穩(wěn)、導(dǎo)致齒輪報廢。

3 齒面點蝕

輪齒在工作時，其嚙合表面上任一點所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的。齒面接觸應(yīng)力超過材料的接觸極限應(yīng)力時，齒面表層會產(chǎn)生細(xì)微的疲勞裂紋，裂紋的擴展使表層金屬微粒剝落下來而形成一些小坑，俗稱點蝕麻坑。點蝕會使齒面減少承載面積，引起沖擊和噪音，嚴(yán)重時輪齒會折斷。當(dāng)點蝕面積如超過齒高、齒寬的60%時，應(yīng)更換新零件。

4 齒面磨損

齒面磨損有2種：（1）由于硬的屑粒（如鐵屑、砂粒等）進(jìn)入齒面間所引起的磨粒磨損；（2）由于輪齒表面相互摩擦所引起的研磨磨損。過度磨損后，工作表面材料大量磨掉，齒廓形狀破壞，常導(dǎo)致嚴(yán)重噪聲和振動，最終導(dǎo)致傳動失效。因此，重要輪齒的齒面磨損不應(yīng)該超過原齒厚的10%，一般輪齒齒面磨損視設(shè)備用途不超過原齒厚的20%―30%，超過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)更換。

5 塑性變形

齒面塑性變形主要出現(xiàn)在低速重載、頻繁啟動和過載的場合。當(dāng)齒面的工作應(yīng)力超過材料的屈服極限時，齒面產(chǎn)生塑性流動，從而引起主動輪齒面節(jié)線處產(chǎn)生凹槽，從動輪出現(xiàn)凸脊。此失效多發(fā)生在非硬面輪齒上，齒輪的齒形嚴(yán)重變形，特別是左右不對稱時應(yīng)更換新件。